Überblick
Präzision, Effizienz und einfache Integration – unsere Time Tagger (TDC, Time to Digital Converter) sind die erste Wahl für zeitkritische Anwendungen in Forschung und Industrie. Entwickelt unter anderem für die Quantenschlüsselverteilung (QKD) am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut, ermöglichen sie die hochgenaue Zeitmessung einzelner elektrischer Impulse im Subnanosekundenbereich.
Unsere Time Tagger überzeugen durch ultrahohe Stabilität, maximale Flexibilität und ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Sie lassen sich nahtlos in bestehende Systeme integrieren und individuell an spezifische Anforderungen anpassen.
Time Tagger FMC – die FPGA-native Lösung
Der Time Tagger FMC ist die leistungsstarke Wahl für FPGA-basierte High-End-Systeme. Dank des weit verbreiteten FMC-Connectors lässt er sich auf zahlreichen FPGA-Entwicklungsplattformen direkt einsetzen und beschleunigt so die Entwicklung neuer Anwendungen erheblich. Mit einer Zeitauflösung von 100 ps eignet er sich ideal für kundenspezifische Systeme in Forschung und Entwicklung – aber auch als modulare Erweiterung in produktiven Umgebungen, wo maximale Performance gefragt ist.
Time Tagger Device – die kompakte Plug-and-Play-Lösung
Das Time Tagger Device ist die eigenständige Alternative für den schnellen Einstieg: einfach per Ethernet mit jedem Computer verbinden und sofort loslegen – ganz ohne spezialisierte Zusatzhardware oder -software. Mit 160 ps Zeitauflösung, einem Datendurchsatz von bis zu 14 Millionen Detektionen pro Sekunde und einer zeitlichen Stabilität von 0,1 ppm ist es für anspruchsvolle Messaufgaben bestens gerüstet.
Beide Varianten unterstützen mehrkanalige Zeitereignisdetektion und sind optimal für Anwendungen wie QKD, LiDAR und TCSPC geeignet.
Technische Highlights
| Time Tagger FMC | Time Tagger Device | |
|---|---|---|
| Zeitauflösung | 100 ps | 160 ps |
| Anbindung | FMC Connector (FPGA) | Ethernet |
| Kalibrierung | Nicht erforderlich | Nicht erforderlich |
| Einsatzgebiet | Forschung & Industrie | Forschung & schnelle Integration |
| Skalierbarkeit | Vollständig anpassbar | Mehrkanalig |
| Verfügbarkeit | Als Gerät & IP-Core | Als Gerät |
Anwendungen
Diese Technologie steht für eine Vielzahl von Anwendungen zur Verfügung, die eine präzise Zeitmessung und die Detektion spezifischer Ereignisse erfordern. Dazu zählen die Quantenkommunikation, LiDAR, Satellite Laser Ranging (SLR), zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung (TCSPC) sowie Multi-Channel Scaling (MCS), bei denen die exakte Messung der Ankunftszeiten optischer Signale bis hin zu einzelnen Photonen eine zentrale Rolle spielt.
Application Examples
Quantum Key Distribution (QKD)
Quantum Key Distribution (QKD)
Quantum Key Distribution (QKD) nutzt den HHI Time-Tagger, um einzelne Photonen präzise über ihre Ankunftszeit zu identifizieren. Jeder Detektionsimpuls wird exakt gestempelt, sodass Qubits eindeutig den jeweiligen Detektorkanälen zugeordnet werden können.
Da Photonen unterschiedliche Pfadlängen durchlaufen können, sorgen die konfigurierbaren Offsets des Time-Taggers für eine präzise Laufzeitkompensation – ganz ohne zusätzliche Softwarekorrekturen. Flexible Einstellungen für Schwellenwerte, Signalflanken und Totzeiten ermöglichen eine optimale Anpassung an verschiedene Single-Photon-Detektoren und unterdrücken zuverlässig Nachimpulse und Fehlmessungen.
Das Ergebnis: höchste Zuverlässigkeit und Präzision für moderne QKD-Systeme.
Satellite Laser Ranging (SLR) und Incoherent LiDAR
Satellite Laser Ranging (SLR) und Incoherent LiDAR
Ein Laser erzeugt kurze Lichtimpulse, deren Reflexionen von einer optischen Antenne empfangen und durch eine Photodiode in elektrische Signale umgewandelt werden. Der Time-Tagger versieht sowohl den Sendeimpuls als auch das Empfangssignal mit präzisen Zeitstempeln. Aus deren Differenz lässt sich die Entfernung zum reflektierenden Objekt mit einer Genauigkeit von rund 24 mm bestimmen.
Dank konfigurierbarer Offsets sowie anpassbarer Signal- und Flankeneinstellungen lässt sich der Time-Tagger leicht in bestehende Systeme integrieren und exakt auf die elektrischen Eigenschaften von Photodiode und Lasertreiber abstimmen.